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是什么驱动神秘的钠泵？
京都大学的研究人员揭示了钠泵 Na⁺-NQR 的工作原理，揭示了对电子转移和钠离子传输的见解。
来源:Scientific InquirerNa⁺-NQR 酶是一种钠泵，可驱动许多海洋细菌和病原细菌的呼吸。它利用氧化还原反应（材料之间交换电子的过程）为钠离子跨膜运输提供动力，支持细菌的生长。
然而，这种机制背后存在一个谜团，因为科学家们很难准确理解氧化还原反应如何与钠泵相关。特别是，缺乏有关酶运行时形成的关键中间态的结构信息，这是一个重大挑战。确定这些结构对于理解泵的工作原理至关重要。
这种知识差距促使京都大学的一组研究人员研究这种神秘钠泵的动力。利用共同第一作者 Moe Ishikawa-Fukuda 进行的冷冻电子显微镜，该团队能够直接捕获酶在操作过程中转变时的多种中间结构状态。然后，他们将这些结构快照与共同第一作者 Takehito Seki 进行的分子动力学模拟结合起来。
模拟显示钠泵响应蛋白质内部的电子转移而改变其结构。然后，这些变化通过打开和关闭膜内的闸门来驱动钠离子跨细菌细胞膜易位，从而允许钠离子通过。
“我们的研究首次清楚地解释了氧化还原反应如何在分子水平上直接驱动钠离子传输，为理解细菌中的能量转换提供了一个新的框架，”Ishikawa-Fukuda 说。
研究人员还惊讶地发现了一种名为 korormicin 的特定抑制剂的重要性，该团队在之前的研究中已经识别并描述了这种抑制剂。这种化合物在捕获酶的关键中间状态方面发挥着关键作用，否则很难观察到这些状态。
图片来源：Moe Ishikawa-Fukuda